لماذا يحتاج كل وكيل ذكاء اصطناعي إلى مكدس وهيكل معماري رسمي للسيطرة على انفجار الأدوات

يواجه كل وكيل ذكاء اصطناعي نفس مشكلة التصميم. أعطه أدوات كثيرة جدًا، ولن يتمكن النموذج من تحديد أي منها يستخدم. أعطه القليل جدًا، وتبقى المهام المعقدة بعيدة المنال. تقترح ورقة بحثية من الفريق الذي يقف وراء UPI Help، وهو منتج دعم مدفوعات رقمية مدعوم بالذكاء الاصطناعي، حلاً مبنيًا على فكرة قديمة: الأوتوماتون ذو الدفع الخلفي.

الورقة، هندسة معمارية هرمية رسمية للتنسيق الوكيلي مع تنفيذ قائم على المكدس واكتشاف كسول، ترتب قدرات الوكيل كشجرة متجذرة. تقوم العقد الداخلية باتخاذ قرارات التوجيه. تنفذ العقد الورقية مهامًا حتمية. يحكم مكدس LIFO (آخر ما يدخل أولاً يخرج) حلقة التنفيذ ذات الخطوة الواحدة، مما يعطي الوكيل ذاكرة مثل الأوتوماتون ذو الدفع الخلفي. وهذا يسمح له بالتعامل مع التنفيذ المتداخل والعودة بشكل نظيف من أي عمق.

عنق الزجاجة الذي تحله التسلسل الهرمي

عادةً ما تقوم أطر عمل وكلاء LLM الحالية بتحميل كل أداة متاحة في سجل مسطح. عندما ينمو السجل ليحتوي على مئات أو آلاف واجهات برمجة التطبيقات (APIs)، يجب على النموذج تقييمها جميعًا في كل خطوة تفكير. تسمي الورقة هذا 'انفجار مساحة القرار'. تشبع نوافذ السياق. تنخفض دقة التوجيه. يرتفع زمن الاستجابة. عند 256 أداة مع مخططات من 800 حرف، يتجاوز التوجيه المسطح حدود السياق ويحقق معدل نجاح 0% في معايير الورقة.

ينظم البديل الهرمي القدرات في شجرة مهارات. عندما يدخل الوكيل عقدة اتخاذ قرار، فإنه يقوم بتحميل البيانات الوصفية للأطفال المباشرين فقط من خلال بيانات JSON المحلية. يعني بروتوكول الاكتشاف الكسول هذا أن تكاليف الذاكرة والاستفسار تتدرج مع المسار المستكشف، وليس مع السجل العالمي. عند 512 أداة، يستخدم النظام الهرمي 2,875 رمز إدخال لكل مهمة ويحافظ على نجاح توجيه بنسبة 100%. يصل خط الأساس المسطح إلى حدود السياق عند 256 أداة مع ما يقرب من 50,000 رمز.

التحكم القائم على المكدس لسير العمل المتداخل

المساهمة المعمارية الرئيسية للورقة هي استبدال التنسيق غير المنظم القائم على المحادثة بنظام مكدس رسمي. في كل مرة تستدعي عقدة اتخاذ قرار مهارة فرعية، يقوم وقت التشغيل بدفع إطار سياق إلى المكدس. عند اكتمال المهارة الفرعية، يتم إلحاق مخرجاتها فقط بمراكم العقدة الأصلية المحلي. ثم يتم إخراج الإطار وإرجاع التحكم إلى العقدة الأصلية.

يحافظ هذا الهيكل على عدم تسرب المخرجات من فرع تنفيذ إلى آخر. هذا مهم لبيئات المؤسسات المنظمة مثل دعم المدفوعات. يكتب المؤلفون: 'توفر أطر الذاكرة المحلية ضمانات عزل غير متوفرة هيكليًا في الأنظمة متعددة الوكلاء المسطحة أو القائمة على المحادثة. يمكن تقييد المخرجات غير الموثوقة للتعامل على مستوى الأوراق.'

ثبات المكدس مُعادل رياضيًا: عندما يستهدف استدعاء مهارة معلقة عقدة غير جذرية، يجب أن يتوافق الجزء العلوي من المكدس مع العقدة الأصلية لتلك العقدة. يقوم وقت التشغيل، وليس LLM، بإدارة تدفق التنفيذ، مما يقلل من فرصة أخطاء التنقل أثناء العبور العميق.

ما تكشفه المعايير

يقارن التقييم التوجيه المسطح والهرمي عبر عدة سيناريوهات، مع إبقاء LLM ثابتًا. النتائج الرئيسية:

• قابلية توسيع الاستفسار: عند N=128 أداة (مخططات من 800 حرف)، يستخدم التوجيه الهرمي حوالي 1,733 رمز إدخال لكل مهمة مقارنة بحوالي 28,178 للمسطّح، وهو تخفيض بمقدار 16 مرة. تنخفض رموز المخطط لكل استدعاء من 17,791 إلى 277.
• ضغط سير العمل: مع تاريخ محادثة مزعج ومهام من خطوتين، يحافظ التسلسل الهرمي على حوالي 0.73 من نجاح المهمة مع 5.3 ألف حرف استفسار عند N=128، مقابل 140 ألف للمسطّح. معدلات الإجراء الخاطئ والاختيار الخاطئ قريبة من الصفر بالنسبة للنظام الهرمي.
• التوجيه الوكيلي: عند N=128 (مخططات من 400 حرف)، يحقق التسلسل الهرمي 0.70 من نجاح المهمة مع 3.6 ألف حرف استفسار؛ يستخدم المسطّح 87 ألف. معدلات الوسيطة الخاطئة هي 0.05 لكل قرار مقابل 0.40 للمسطّح.

المقايضة: يستخدم التوجيه الهرمي المزيد من استدعاءات LLM المتسلسلة، حوالي 10 لكل مهمة مقابل 2 للمسطّح عند N=128، لكنه يحافظ على انخفاض إجمالي رموز الإدخال. تشير الورقة إلى أن 'الاستفسارات الهرمية تظل أصغر بدرجة كبيرة' حتى عندما يتقارب كل من البنيانين على معدلات نجاح مهمة مماثلة.

من النظرية إلى المدفوعات

تم بناء الهندسة المعمارية لـ UPI Help، وهو منتج دعم ذكاء اصطناعي يعالج استعلامات المعاملات وحل الشكاوى وإدارة التفويضات لواجهة المدفوعات الموحدة في الهند. يسمح التنسيق الهرمي لمنسق الجذر أولاً بتحديد مجال (مثل 'عمليات التفويض')، ثم كشف المهارات الفرعية لذلك المجال فقط للتوجيه اللاحق.

تذكر الورقة نجاحًا بنسبة 100% على مستوى التوجيه في مجموعات استعلامات التفويض والدفع حيث تكون شجرة المهارات ممتلئة بالكامل، مع زمن استجابة أقل لكل استعلام مقارنة بخط الأساس المسطح. الضوابط الأمنية بما في ذلك حصر القدرات وإطارات التنفيذ المحلية وبيانات التعريف على مستوى الحوكمة على مستوى البيان تحافظ على توافق النظام مع متطلبات بيئات دعم المدفوعات عالية الثقة.

الصورة الأكبر

تضع الورقة نفسها ضمن سلالة تشمل Toolformer وVoyager وAutoGen وMemGPT. ما يميز هذا النهج هو اعتماده الرسمي على نظرية الأوتوماتا. تنقل حلقة التحكم القائمة على المكدس الوكيل من آلة حالة محدودة إلى أوتوماتون ذو دفع خلفي، مما يمنحه ذاكرة خالية من السياق لسير العمل المتداخل.

للفرق التي تبني أنظمة وكيلة للإنتاج، تقدم الهندسة المعمارية مسار توسع تصريحي. يمكن إضافة قدرات جديدة كمهارات شقيقة (توسع أفقي) أو منسقين فرعيين أعمق (توسع عمودي) عن طريق إلحاق إدخالات JSON ببيان العقدة الأصلية، دون الحاجة إلى أي تغييرات في حلقة التوجيه الأساسية. يوضح سياق الإنتاج للورقة في المدفوعات الرقمية أيضًا أن هذه الأنماط تعمل في ظل قيود العالم الحقيقي: إمكانية التدقيق وحدود القدرات والتنفيذ المتحكم فيه للتدفقات الحساسة.

الورقة الكاملة متاحة على arXiv. مع انتقال الأنظمة الوكيلة من العروض التوضيحية إلى نشر الإنتاج، قد تصبح الأساليب الرسمية للتنسيق بنفس أهمية النماذج نفسها.